Задание 18 ОГЭ по физике · 9FDB4A

1. ФИПИ № 9FDB4A

   Прочитайте текст и выполните задания.
   Закон эквивалентности работы и тепла
   В 1807 г. физик Ж. Гей-Люссак, изучавший свойства газов, поставил простой опыт. Давно было известно, что сжатый газ, расширяясь, охлаждается. Гей-Люссак заставил газ расширяться в пустоту – в сосуд, воздух из которого был предварительно откачан. К его удивлению, никакого понижения температуры не произошло, температура газа не изменилась. Исследователь не мог объяснить результат: почему один и тот же газ, одинаково сжатый, расширяясь, охлаждается, если его выпускать прямо в атмосферу, и не охлаждается, если его выпускать в пустой сосуд, где давление равно нулю?
   Объяснить опыт удалось немецкому врачу Роберту Майеру. У Майера возникла мысль, что работа и количество теплоты могут превращаться друг в друга. Эта замечательная идея сразу дала возможность Майеру сделать ясным загадочный результат опыта Гей-Люссака: если количество теплоты и работа взаимно превращаются, то при расширении газа в пустоту, когда он не совершает никакой работы, так как нет никакой силы (давления), противодействующей увеличению его объёма, газ и не должен охлаждаться. Если же при расширении газа ему приходится совершать работу против внешнего давления, его температура должна понижаться.
   Идея Майера была много раз подтверждена прямыми измерениями. Особое значение имели опыты Джоуля, который измерял количество теплоты, необходимое для нагревания жидкости вращающейся в ней мешалкой (рисунок 1). Одновременно измерялись и работа, затраченная на вращение мешалки, и количество теплоты, полученное жидкостью. Как ни менялись условия опыта (брались разные жидкости, разные сосуды и мешалки), результат был один и тот же: всегда работа, совершённая при падении груза, в пределах точности эксперимента равнялась количеству теплоты, выделившемуся в жидкости.
   Рисунок 1. Упрощённая схема опыта Джоуля по определению механического эквивалента теплоты

   В одном из опытов Джоуля перемешивалось 7 кг воды. Мешалка приводилась в движение двумя грузами по 14 кг каждый, которые опускались на 2 м по вертикали. Затем Джоуль поднимал грузы вверх и повторял опыт. Изменилась бы, и если изменилась, то на сколько, температура воды при 20-кратном повторении опыта? Ответ поясните.

   Без автопроверки: ответ проверяет репетитор.

   Источник: ФИПИ, открытый банк, код 9FDB4A.

Ещё задания номера 18

• Задание 18 · A2020C: Прочитайте текст и выполните задания. Смачивание При соприкосновении жидкости с…
• Задание 18 · A4B7E8: Прочитайте текст и выполните задания. Гидростатический парадокс Жидкость может…
• Задание 18 · A5B079: Прочитайте текст и выполните задания. Болиды и метеориты Болидом называется довольно…
• Задание 18 · A66128: Прочитайте текст и выполните задания. Радиоуглеродный анализ Каким образом ученые…
• Задание 18 · AC6FE3: Прочитайте текст и выполните задания. Деформации тел Одним из проявлений взаимодействия…